高城鎮(zhèn)化率下城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)標準的思考

王紹征

（鄭州市市政工程勘測設計研究院，鄭州 450000）

1 全國排水現(xiàn)狀及發(fā)展分析

根據(jù)近年來統(tǒng)計數(shù)據(jù)，污廢水排放總量持續(xù)增加（見表1），工業(yè)廢水排放量由于產(chǎn)業(yè)升級及政府在工業(yè)污染防治方面的努力，呈下降趨勢。生活污水排放量增加顯著，從2000年的2.21×1010t增至2015年的5.35×1010t。主要原因：一是人口規(guī)模不斷增加，二是隨著城鎮(zhèn)化，人口向城鎮(zhèn)聚集，城鎮(zhèn)居民的生活習慣、衛(wèi)生設施配套等決定了城鎮(zhèn)生活用水量遠大于農(nóng)村生活用水量。統(tǒng)計顯示，城鎮(zhèn)人均生活用水量225L/d，農(nóng)村居民人均生活用水量89L/d，城鎮(zhèn)用水量是農(nóng)村用水量標準的近3倍。

表1 排水總量統(tǒng)計表 ×108t

隨著城鎮(zhèn)化率進一步提高，局部人口密度增加，排水總量和排水密度同步增加，排水點更加集中，對城鎮(zhèn)下游水體特別是局域水體水質(zhì)的影響更加顯著，排放指標控制更加重要。

2 目前城鎮(zhèn)污水處理廠排水水質(zhì)指標控制

根據(jù)現(xiàn)行DB 11890—2012《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》[1]，污水廠出水水質(zhì)標準分為一、二、三級，各地污水廠出水標準基本歷經(jīng)二級、一級B、一級A等3個階段。目前，大部分污水廠均執(zhí)行一級A排放標準。

2015年4月，國務院發(fā)布《水污染防治行動計劃》，提出到2020年，長江、黃河等7大重點流域水質(zhì)優(yōu)良比例總體達到70%以上，地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)，地級及以上城市集中式飲用水水源水質(zhì)達到或優(yōu)于Ⅲ類比例總體高于93%。

北京市要求新、改、擴建的城市污水處理廠出水排入IV、V 類水體的 COD≤30mg/L，BOD≤6mg/L，TN≤15mg/L，TP≤0.3mg/L。

江蘇省規(guī)定太湖流域一級、二級保護區(qū)內(nèi)污水處理廠排放 COD≤40mg/L，NH3-N≤3mg/L，TN≤10mg/L，TP≤0.3mg/L。

河南省要求鄭州市區(qū)現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)執(zhí)行COD≤40mg/L，BOD≤10mg/L，TN≤15mg/L，TP≤0.5mg/L。

從各地發(fā)布的污染物排放地方標準看，重點地區(qū)和流域相對于現(xiàn)行一級A標準，對COD、TP、TN、NH3-N等指標提出了更高的要求。

3 污水廠排放指標與其他相關指標的關系

3.1 地表水質(zhì)量標準

根據(jù) GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》[2]，江河、湖泊、運河、渠道、水庫等地表水標準分為5類，其中，V類水為最低要求，滿足農(nóng)業(yè)用水及一般景觀要求用水。DB 11890—2012《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》對排入III、IV、V類地表水體的排放質(zhì)量做了相關規(guī)定，I、II類地表水體做為水源地或保護區(qū)，一般不允許排入。

3.2 再生水回用標準

城鎮(zhèn)污水廠再生利用的途徑很多，如灌溉、建筑中水、河道補水、景觀用水、電廠冷卻水等，做為河道補水和景觀用水對水環(huán)境的影響較大，所占比例也較大。

3.3 水體富營養(yǎng)化評價標準

水體富營養(yǎng)化主要是由于水體中含有的氮、磷、有機等可供藻類利用的營養(yǎng)物質(zhì)較多，造成水體中的浮游植物如藻類會大量繁殖，水體水質(zhì)就會降低，水體中的溶解氧下降，魚蝦等生物缺氧死亡。隨著人類生產(chǎn)生活，從外部排入水體的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)導致水體快速富營養(yǎng)化。

3.4 黑臭水體評價標準

城市黑臭水體是指城市建成區(qū)內(nèi)，呈現(xiàn)出令人不悅的顏色和（或）散發(fā)令人不適氣味的黑污水體的統(tǒng)稱。城市黑臭水體分級的評價指標主要包括透明度、溶解氧、氧化還原電位和NH3-N。

4 水質(zhì)指標比較分析

BOD和COD反應的是水中有機物的含量（見表2），目前一級A的排放標準與地表V類水、再生水、富營養(yǎng)化的指標基本接近，稍低于Ⅲ類水、Ⅳ類水標準，其排放不會對環(huán)境水體造成嚴重危害。

表2 水質(zhì)對比表mg/L

懸浮物在地表水、再生水等指標中都沒有提及，主要是因為通過對其他指標的控制，可以間接地對懸浮物起到控制作用。

TN、NH3-N一級A標準與再生水標準基本一致，低于黑臭水體評定標準，但遠高于地表水標準及富營養(yǎng)化判定標準，NH3-N是地表水V類標準的2.5倍，Ⅲ類標準的5倍，TN是地表水V類標準的7.5倍，Ⅲ類標準的15倍，富營養(yǎng)化標準的50倍。

TP的一級A排放標準與再生水標準基本一致，高于地表水標準，遠高于富營養(yǎng)化判定標準，是水體富營養(yǎng)化判定標準的50倍。

可見，目前城鎮(zhèn)污水廠的排放標準與水體的要求水質(zhì)還是有很大的差距，尤其是氮和磷的濃度，對于下游排放基流比較大的河道，在河道水體水質(zhì)較好的前提下，通過河水的稀釋和自凈作用，可以很大程度上減小對水體的沖擊，但對于河道基流較少，甚至河道補水完全靠污水廠尾水排放的河道、湖泊，污水廠排水的沖擊是非常嚴重的。對于TN，河道自有水量要達到污水廠排水量的7.5倍，出水段河道才能達到V類水標準，河道自有水量要達到污水廠排水量的15倍，出水段河道才能達到Ⅲ類水標準。TP的情況類似。

5 排水體系及出水標準的思考

5.1 污水收集、處理系統(tǒng)優(yōu)化

污水收集處理系統(tǒng)的布局行業(yè)現(xiàn)狀還是以相對集中布置為主，特別是一些一線城市、省會城市。如上海白龍港污水處理廠，處理規(guī)模2.8×106t/d，北京高碑店水廠，處理規(guī)模1×106t/d，鄭州新區(qū)污水處理廠，處理規(guī)模6.5×105t/d。集中布置的好處是單位占地、投資、運行成本低，便于運行維護。但缺點是管網(wǎng)投資高，風險比較高，管網(wǎng)或水廠出現(xiàn)問題時影響范圍大，難以有合理的應急手段。同時，尾水排放點集中，對排放水體沖擊大，不能有效發(fā)揮水體的自凈能力。

因此，污水收集處理系統(tǒng)宜適當分散收集處理，這樣作污水廠的數(shù)量會有所增加，但管網(wǎng)的投資是節(jié)省的，同時，各個污水廠之間可以實現(xiàn)水量調(diào)配，互聯(lián)互通，管網(wǎng)或水廠出現(xiàn)問題時可把進入問題管段、水廠的污水通過其他管段、水廠進行收集處理，提高城市的防災能力，同時，尾水排放更加分散，對現(xiàn)狀水體的沖擊減少，能夠更充分發(fā)揮水體的自凈能力，改善水環(huán)境。

5.2 一廠一策

我國幅員遼闊，各個地區(qū)的環(huán)境、氣候、生活習慣等差異很大，不同地區(qū)的環(huán)境容量、水資源狀況都存在很大差異，即使同一城市不同污水處理廠下游排放水體情況也各不相同，應在一級A基本要求的基礎上，不同城市、不同污水處理廠制定合適的排放標準，不能一刀切。出水排放標準的制定是一項復雜的系統(tǒng)工程，涉及地理、氣候、生活習慣、污水系統(tǒng)、處理工藝、水環(huán)境等多方面因素，應根據(jù)實際情況，一廠一策，合理確定污水廠排放標準。缺水地區(qū)、重點地區(qū)、重點流域等應制定更加嚴格的標準，而豐水地區(qū)、環(huán)境容量大的地區(qū)可放寬標準。

5.3 保持COD、BOD排放要求

COD、BOD的一級A排放標準對水體沖擊不大，同時，COD、BOD的去除主要還是生化工藝，通過生物的方法去除，如根據(jù)地表水水質(zhì)Ⅲ類或IV類標準進一步在污水廠內(nèi)進行去除的難度較大，需要增加臭氧氧化、活性炭吸附等物理、化學的處理方法，成本較高，同時，在臭氧及活性炭的制備過程中也會產(chǎn)生新的污染，在經(jīng)濟上和環(huán)境上都是不合理的，可以通過水體的自然凈化作用進一步消減。

5.4 強化TN、TP排放要求

TN、TP是引起水體富營養(yǎng)化和黑臭水體的重要因子，目前，一級A排放標準對TN、TP的排放指標控制不夠嚴格，是水體水質(zhì)標準和水體富營養(yǎng)化判定標準的數(shù)倍到數(shù)十倍，對下游水體的沖擊非常大，嚴重影響地表水環(huán)境，各地應結合環(huán)境總體容量和下游排放水體水質(zhì)標準，適當提高TN、TP排放指標。

6 結語

隨著城鎮(zhèn)化水平的提高，排水量趨向集中，對水環(huán)境的局部影響更顯著，應根據(jù)地理、氣候、生活習慣、污水系統(tǒng)、處理工藝、水環(huán)境等多方面因素，優(yōu)化污水收集處理系統(tǒng)布局，一廠一策，合理確定污水廠排放標準，減少對水環(huán)境的破壞。